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我国科学家在钙钛矿太阳能电池领域取得重要突破

日期:2018/7/20 9:53:05 来源:中国能源网

  【悠牛能源网】钙钛矿太阳能电池以其制备简单、成本低和效率高的优势在新型光伏技术领域迅速崛起。

  钙钛矿太阳能电池按照器件结构可分为正式和反式两种结构,相比于正式结构,反式结构器件因制备工艺更加简单、可低温成膜、无明显回滞效应、适合与传统太阳能电池(硅基电池、铜铟镓硒等)结合制备叠层器件等优点,受到学术界和产业界的关注。但仍然存在开路电压与理论值差距较大、光电转换效率仍然偏低等应用瓶颈。

  在纳米研究国家重大科学研究计划(2015CB932200,钙钛矿型太阳电池的基础研究)的支持下,北京大学朱瑞研究员、龚旗煌院士与合作者展开研究,针对反式结构钙钛矿太阳能电池在光电转换效率上存在的瓶颈,提出了“胍盐辅助二次生长”方法,开创性地实现了钙钛矿薄膜半导体特性的调控,显著降低了器件中非辐射复合的能量损失,在提升器件开路电压方面取得了突破,首次在反式结构器件中获得了超过1.21V的高开路电压(材料带隙宽度——1.6eV)。

  同时,在不损失光电流和填充因子等性能参数的情况下,显著提高了反式结构钙钛矿电池的光电转换效率—实验室最高效率达到21.51%。经中国计量科学研究院认证,器件的光电转换效率高达20.90%,是目前反式结构钙钛矿太阳能电池器件效率的最高记录。

  该结果为提升反式钙钛矿太阳能电池器件效率、推进该类新型光伏器件的应用化发展提供了新思路,可进一步拓展到钙钛矿叠层太阳能电池以及钙钛矿发光器件中,具有潜在的应用前景和商业价值。相关成果6月29日在线发表在《科学》杂志上。


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